ГЭСН 05-03-031-29: Устройство свай Jet-1 в несвязных грунтах

Введение

Норма ГЭСН 05-03-031-29 регламентирует устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (Jet 1) в несвязных грунтах. Эта технология широко применяется в геотехническом строительстве для повышения прочности и уменьшения деформации слабых или сильно обводненных грунтов, а также для снижения их водопроницаемости.

Основные характеристики нормы:

• Технология: Однокомпонентная струйная цементация (Jet 1).
• Тип грунта: Несвязные грунты (например, пески, супеси).
• Длина свай: Свыше 10 до 20 метров.
• Диаметр свай: Свыше 700 до 800 мм.
• Единица измерения: 100 метров длины свай.

Данная норма является частью Сборника 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" ГЭСН-2022, что подчеркивает ее значимость в области фундаментостроения и геотехники.

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 05-03-031-29 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для устройства грунтоцементных свай по технологии Jet 1. Состав работ, предусмотренный нормой, включает:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает доставку и подготовку всех компонентов (цемент, вода, добавки) и их смешивание до получения однородного цементного раствора требуемой консистенции.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Основной процесс, который начинается с бурения лидерной скважины (обычно диаметром 100-130 мм) до проектной глубины. Затем буровая колонна медленно поднимается с одновременным вращением, а через сопла, расположенные в ее нижней части, под высоким давлением (до 40-50 МПа) нагнетается цементный раствор. Энергия высоконапорной струи разрушает структуру грунта и одновременно перемешивает его с цементным раствором, формируя грунтоцементную колонну заданного диаметра.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Завершающий этап, необходимый для поддержания работоспособности оборудования и предотвращения затвердевания цементного раствора внутри системы.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по ГЭСН 05-03-031-29 предусмотрены следующие основные ресурсы:

• Трудовые ресурсы:
• Рабочий 4 разряда: 25.74 чел.-ч
• Рабочий 2 разряда: 0.16 чел.-ч
• Машины и механизмы:
• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии однокомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 12.49 маш.-ч. Такие комплексы включают буровые установки, трехплунжерные насосы высокого давления, смесительные установки, силосы и баки для воды.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.08 маш.-ч
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.07 маш.-ч
• Материалы:
• Вода: 0 м3. Обратите внимание, что расход воды в норме указан как 0 м3. Это означает, что фактический объем воды, необходимый для приготовления цементного раствора, определяется проектом производства работ и составом цементной суспензии, исходя из водоцементного отношения и свойств грунта.
• Добавка для струйной цементации: Количество не указано в норме. Расход добавок определяется проектом в зависимости от требуемых свойств раствора и грунта.
• Портландцементы бездобавочные: Количество не указано в норме. Расход цемента является одним из ключевых параметров, который рассчитывается на основе проектного состава грунтоцемента, требуемой прочности и характеристик грунта.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих, учтенные в норме 05-03-031-29, составляют 25.90 чел.-ч на каждые 100 метров грунтоцементных свай. Время выполнения работ зависит от общего объема свай, условий на объекте и производительности используемого оборудования.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по устройству грунтоцементных свай требуются рабочие соответствующей квалификации (4 и 2 разрядов), а также высококвалифицированные машинисты и операторы комплексов струйной цементации, имеющие опыт работы с высоконапорным оборудованием и знающие особенности технологии Jet 1.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения ГЭСН 05-03-031-29 в сметной документации необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Рассчитайте общий метраж свай, подлежащих устройству, исходя из проектной документации. Норма приведена на 100 м длины свай.
2. Применение нормы: Умножьте ресурсные показатели нормы (чел.-ч, маш.-ч) на количество сотен метров свай, определенных в п.1.
3. Расчет расхода цемента и добавок: Поскольку норма не содержит прямого указания на расход цемента и добавок, эти объемы должны быть рассчитаны отдельно. Используйте проектные данные по составу цементного раствора (водоцементное отношение, процент добавок) и объем грунтоцементных свай. Для этого могут потребоваться лабораторные испытания грунта и подбор оптимального состава раствора.
4. Учет стоимости: Примените текущие цены на трудовые ресурсы, машины и материалы для получения сметной стоимости. Не забудьте учесть накладные расходы и сметную прибыль.

Примеры использования

Норма 05-03-031-29 применяется в случаях, когда необходимо:

• Усиление оснований существующих зданий и сооружений в несвязных грунтах, особенно при реконструкции или увеличении нагрузок.
• Устройство противофильтрационных завес при строительстве котлованов в обводненных песчаных грунтах для предотвращения притока воды.
• Ограждение котлованов в условиях плотной городской застройки, где требуется минимизировать динамическое воздействие на соседние здания.
• Повышение устойчивости склонов и откосов в несвязных грунтах.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Технология Jet 1 наиболее эффективна и экономически целесообразна именно в несвязных грунтах (пески, супеси, гравий). В связных грунтах (глины, суглинки) однокомпонентная технология может быть менее эффективной из-за сложности разрушения и перемешивания грунта, что может привести к получению свай меньшего диаметра и неоднородной структуры. Для таких грунтов чаще применяются двух- или трехкомпонентные технологии (Jet 2, Jet 3), которые используют дополнительно сжатый воздух и/или воду.
• Диаметр и длина: Норма четко определяет диапазон диаметров (700-800 мм) и длин (10-20 м). Отклонения от этих параметров могут потребовать применения других норм или корректирующих коэффициентов, если таковые предусмотрены.
• Давление нагнетания: Успех формирования сваи напрямую зависит от поддержания высокого давления нагнетания цементного раствора, что требует специализированного оборудования и квалифицированного персонала.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Сметчики часто сталкиваются с определенными трудностями при применении нормы 05-03-031-29. Вот наиболее распространенные ошибки и рекомендации по их предотвращению:

• Неправильный выбор технологии. Одна из самых критичных ошибок — попытка применить норму для Jet 1 в связных грунтах. Это приведет к некачественным сваям и перерасходу ресурсов. Как избежать: Всегда тщательно изучайте инженерно-геологические изыскания и выбирайте технологию струйной цементации (Jet 1, Jet 2, Jet 3) в соответствии с типом грунта.
• Неучет расхода цемента и воды. Поскольку в данной норме расход цемента и воды не указан, сметчики могут ошибочно не включить эти затраты в смету. Как избежать: Обязательно запрашивайте у проектировщиков или технологов данные по составу цементного раствора и необходимому объему цемента и воды на 1 метр сваи. Эти данные должны быть обоснованы лабораторными испытаниями.
• Отсутствие контроля качества. Игнорирование необходимости контроля за процессом формирования свай и качеством готового грунтоцемента. Как избежать: Включайте в смету затраты на инструментальный контроль качества (например, геофизические методы).
• Завышение или занижение объемов работ. Некорректный расчет общего метража свай или их диаметра. Как избежать: Тщательно проверяйте объемы, указанные в проектной документации, и сопоставляйте их с фактическими параметрами свай.
• Использование устаревших данных. Применение неактуальных цен на ресурсы или устаревших коэффициентов. Как избежать: Регулярно обновляйте сметно-нормативные базы и используйте только актуальные индексы пересчета.

Практические советы

• Детальные инженерно-геологические изыскания: Качество и полнота изысканий являются основой для правильного выбора технологии и расчета параметров струйной цементации.
• Подбор состава раствора: Оптимальный состав цементного раствора (водоцементное отношение, тип и количество добавок) должен быть подтвержден лабораторными испытаниями с образцами грунта с объекта.
• Опытные участки: Перед началом массовых работ рекомендуется устраивать опытные участки для отработки технологических режимов, подтверждения проектных параметров грунтоцемента и уточнения расхода материалов.
• Комплексный контроль качества: Помимо визуального контроля, используйте инструментальные методы, такие как сейсмоакустическое прозвучивание, межскважинная сейсмическая томография или электротомография, для оценки сплошности и прочности грунтоцементных свай.

Связанные нормы

При работе с ГЭСН 05-03-031-29 сметчикам могут быть полезны следующие связанные нормы из Сборника 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов":

• Другие нормы группы 05-03-031: Для устройства свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (Jet 1) с другими параметрами длины и диаметра.
• Нормы на устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet 2): Применяются в связных грунтах или когда требуется получить сваи большего диаметра.
• Нормы на буронабивные сваи: Могут рассматриваться как альтернативное решение для укрепления оснований, в зависимости от инженерно-геологических условий и проектных требований.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия проектным требованиям, при устройстве грунтоцементных свай по ГЭСН 05-03-031-29 важно контролировать:

• Геометрические параметры свай: Фактический диаметр и длина свай должны соответствовать проектным.
• Прочность грунтоцемента: Прочность на сжатие должна соответствовать проектным значениям (обычно 3-10 МПа для песчаных грунтов). Контроль осуществляется путем отбора кернов или неразрушающими методами.
• Расход материалов: Фактический расход цемента, воды и добавок должен соответствовать расчетному, чтобы обеспечить требуемые характеристики грунтоцемента.
• Технологические параметры: Давление нагнетания, скорость подъема и вращения буровой колонны должны строго соответствовать технологическому регламенту.

Соблюдение этих рекомендаций позволит сметчикам точно рассчитывать стоимость работ и минимизировать риски при реализации проектов по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации.